WO2024048572A1 - バッテリーパック用弾性部材およびその製造方法 - Google Patents

バッテリーパック用弾性部材およびその製造方法 Download PDF

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WO2024048572A1
WO2024048572A1 PCT/JP2023/031197 JP2023031197W WO2024048572A1 WO 2024048572 A1 WO2024048572 A1 WO 2024048572A1 JP 2023031197 W JP2023031197 W JP 2023031197W WO 2024048572 A1 WO2024048572 A1 WO 2024048572A1
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elastic member
foam
battery pack
battery
thickness direction
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PCT/JP2023/031197
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康滋 森原
繁 深川
安紀 二村
信志 熊谷
幸男 大山
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住友理工株式会社
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    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to an elastic member disposed between adjacent battery cells in a battery pack that accommodates a plurality of battery cells, and a method for manufacturing the elastic member.
  • Hybrid cars and electric cars are equipped with a battery pack containing multiple battery cells.
  • a battery pack a battery module formed by stacking a plurality of battery cells is housed in a housing while being fixed by fastening members from both sides in the stacking direction.
  • An elastic member that can be elastically deformed is arranged.
  • Patent Document 1 describes a multilayer sheet arranged between adjacent battery cells. As shown in FIG. 3 of Patent Document 1, the multilayer sheet is formed by laminating first thermally conductive sheet/insulating sheet/rubber sheet/insulating sheet/first thermally conductive sheet in the stacking direction of battery cells. .
  • the rubber sheet has cushioning properties, improves the adhesion between the battery cells and the first heat conductive sheet, and suppresses damage to the first heat conductive sheet and the heat insulating sheet due to load.
  • a silicone rubber foam sheet is mentioned.
  • Patent Document 2 describes a sheet-shaped pressing member that is arranged between adjacent battery cells and presses the battery cells against the wall surface of the cell housing space.
  • the elastic member is required to fully exhibit battery performance by elastically deforming to follow the expansion and contraction associated with charging and discharging of the battery cell. That is, when the battery cell is discharged (contracted), the battery cell is fixed by the biasing force of the elastic member, and when the battery cell is charged (expanded), it is necessary to absorb the deformation of the battery cell by compressing and deforming itself.
  • paragraph [0049] of the above-mentioned Patent Document 2 states that the pressing member includes a rubber or resin foam
  • paragraph [0050] states that depending on the expansion ratio of the foam, It is described that the pressing force against the battery cell and the degree of absorption of the expansion force of the battery cell are adjusted.
  • the expansion ratio is reduced, the content of bubbles becomes smaller and the material becomes harder.
  • the stress (repulsion force) during compression increases, making it difficult for the elastic member (foam) to compress and deform.
  • the expansion ratio is increased, the content of bubbles increases and the hardness decreases.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present disclosure is to provide an elastic member for a battery pack that can both fix battery cells and absorb deformation during expansion, and a method for manufacturing the same. do.
  • the elastic member for a battery pack of the present disclosure is provided for a battery pack in which a plurality of battery cells are arranged in line in a predetermined direction, and a battery pack that is arranged in elastic contact with the battery cells.
  • This is an elastic member for a pack, and is characterized by being made of a foam that satisfies the following (a) to (d).
  • Asker C hardness is 20 or more and 40 or less.
  • the expansion ratio is 3.0 times or more and 5.0 times or less.
  • the closed cell ratio is 50% or more and 95% or less.
  • the cell structure in the cross section in the thickness direction has elliptical cells having an elongated elliptical shape in the thickness direction.
  • the hardness and cell structure of the foam as a material are optimized, and the battery cell (hereinafter simply referred to as a "cell”) is It has both a restraining force during contraction (sometimes referred to as ⁇ synthesis'') and deformation absorption during expansion.
  • the ratio of the major axis to the minor axis (major axis/minor axis) of the elliptical bubble may be 1.4 or more and 3.0 or less.
  • the shape of the elliptical bubble observed in the cross section in the thickness direction can be made into a desired elliptical shape. This configuration is suitable for achieving both the hardness of the elastic member and the stress reduction during high compression.
  • the average diameter of the bubbles in the cross section of the foam in the thickness direction may be 250 ⁇ m or more and 600 ⁇ m or less. According to this configuration, the size of the bubbles in the foam can be made to a desired size. This configuration is suitable for achieving both the hardness of the elastic member and the stress reduction during high compression.
  • the thickness of the elastic member may be 3 mm or more and 5 mm or less. According to this configuration, since the elastic member is thin, it is suitable for placement in a limited space within the battery pack. Further, according to this configuration, even if the battery cells expand significantly, it is possible to maintain the insulation between the cells by ensuring a distance between adjacent battery cells via the elastic member. Note that it is more effective to combine all of the configurations (1) to (4) above.
  • a method for manufacturing an elastic member for a battery pack according to the present disclosure which is one form of the method for manufacturing an elastic member for a battery pack according to the present disclosure, includes a raw material composition arrangement in which the raw material composition for the foam is placed in a mold. a sheet member arranging step of arranging a sheet member on the surface of the raw material composition; and a foam molding step of foam molding the raw material composition with the surface covered with the sheet member. shall be.
  • foam molding is performed with a sheet member placed on the surface of the raw material composition. This restricts the foaming reaction in the surface direction (direction perpendicular to the thickness direction) of the raw material composition. As a result, the bubbles tend to grow in the thickness direction during the foaming reaction, and it is possible to form elliptic spherical bubbles with the long axis (maximum length) oriented in the thickness direction. Further, even if the expansion ratio is increased, a sheet-like foam can be formed.
  • the elastic member for a battery pack of the present disclosure it is possible to both fix battery cells and absorb deformation during expansion.
  • the manufacturing method of the present disclosure the growth direction of bubbles during the foaming reaction can be controlled and the expansion ratio can be increased, so the elastic member for a battery pack of the present disclosure can be manufactured relatively easily and at low cost. can do.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a battery pack in which an elastic member of the present disclosure is arranged.
  • the elastic member of the present disclosure is placed in elastic contact with the battery cells in a battery pack in which a plurality of battery cells are arranged side by side in a predetermined direction.
  • the type of battery cell is not particularly limited. Examples include lithium ion batteries, nickel metal hydride batteries, and the like.
  • components other than the battery cells and elastic members are not particularly limited.
  • a battery module can be constructed by stacking a plurality of cells and an elastic member
  • a battery pack can be constructed by housing the battery module in a casing together with fastening members that tighten from both sides in the stacking direction.
  • the arrangement form of the elastic member of the present disclosure and the size relative to the battery cell are not particularly limited.
  • the elastic member may be arranged between adjacent cells in the stacking direction, or between the cells at both ends in the stacking direction and the fastening member.
  • the elastic member of the present disclosure may be in “a state in which it is in elastic contact with a battery cell” either directly or indirectly. That is, the elastic member of the present disclosure may be in direct contact with the battery cell, or may be in indirect contact with the battery cell, for example, via a heat insulating sheet.
  • the elastic member may or may not be fixed to an adjacent member. When fixing, it may be attached using an adhesive or double-sided tape, or it may be crimped.
  • the thickness of the elastic member may be appropriately determined in consideration of the arrangement space, ensuring insulation between cells, etc. For example, from the viewpoint of thinning, it is desirable that the thickness be 6 mm or less, and further 5 mm or less. On the other hand, from the viewpoint of ensuring a sufficient distance between adjacent cells via the elastic member when the cells expand, it is desirable that the distance be 2 mm or more, and more preferably 3 mm or more. Note that the thickness and other dimensions of the elastic member may vary depending on the location in the battery pack.
  • the elastic member of the present disclosure is made of a foam that satisfies the following (a) to (d).
  • (a) Asker C hardness is 20 or more and 40 or less.
  • Asker C hardness of the foam is less than 20, the repulsive force at low compression is small, so there is a risk that the biasing force against the battery cells will be insufficient and misalignment etc. cannot be sufficiently suppressed.
  • a more preferable Asker C hardness is 25 or more.
  • the Asker C hardness of the foam is greater than 40, the compressive stress of the foam (elastic member) increases, making it difficult to deform following the expansion of the battery cells.
  • a more suitable Asker C hardness is 38 or less.
  • the Asker C hardness of a foam is a value obtained by the following measuring method using a type C hardness tester (for example, "Asker Rubber Hardness Meter C Type” manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.).
  • Adopt. Measurement method Prepare a test piece with a thickness of 10 mm, press the indenter of a type C hardness tester against the center of the test piece with a load of 1 kgf (9.81 N), and measure the value after 3 seconds.
  • the expansion ratio is 3.0 times or more and 5.0 times or less.
  • the expansion ratio of the foam is less than 3.0 times, there are few bubbles and the foam approaches a solid state, so the compressive stress of the foam becomes large and it becomes difficult to deform following the expansion of the battery cells.
  • a more preferable expansion ratio is 3.1 times or more.
  • the expansion ratio of the foam is larger than 5.0 times, the number of cells increases, the hardness decreases, and the repulsion force at low compression becomes small. As a result, there is a possibility that the biasing force against the battery cells will be insufficient and misalignment will not be sufficiently suppressed.
  • a more suitable expansion ratio is 4.9 times or less.
  • the expansion ratio of the foam may be calculated by measuring the densities before and after foam molding in the process of manufacturing the foam, and using the following formula (I).
  • Foaming ratio Density of raw material composition of foam / Density of foam ... (I)
  • the closed cell ratio is 50% or more and 95% or less.
  • the closed cell ratio of the foam is less than 50%, the number of open cells increases and air enters and exits the foam, resulting in a decrease in hardness and a decrease in repulsive force at low compression.
  • a more preferable closed cell ratio is 60% or more, more preferably 65% or more.
  • the closed cell ratio of the foam is greater than 95%, the compressive stress of the foam may become too large.
  • a more preferable closed cell ratio is less than 90%, more preferably 88% or less.
  • the closed cell ratio of the foam In this specification, a value measured by the following method is adopted as the closed cell ratio of the foam.
  • the "foam” and the “solid” are both polymers, and differ only in the presence or absence of a foaming agent.
  • the cell structure in the cross section in the thickness direction has elliptical cells having an elongated elliptical shape in the thickness direction.
  • the shape of the cells in the foam can be determined by observing the cross section in the thickness direction with a microscope. Oval cells are formed into an elliptical spherical shape when spherical cells are stretched by stress acting in the thickness direction during foam molding, or compressed by stress acting in a direction perpendicular to the thickness direction. It is thought that these are bubbles that have been removed.
  • the degree of flatness of the elliptical bubbles is not particularly limited.
  • the ratio of the major axis to the minor axis (major axis/minor axis, hereinafter sometimes referred to as "aspect ratio") of the elliptical bubble in the cross section in the thickness direction is 1.4 or more and 3.0 or less. This is desirable.
  • the aspect ratio of elliptical bubbles is determined by taking a microscopic photograph of the cross section of the foam in the thickness direction. The maximum length of the observed elliptical bubble is the major axis, and the length of the perpendicular bisector of the major axis is the short axis. It can be calculated by dividing the major axis by the minor axis.
  • the average value of the aspect ratio of bubbles obtained with a convexity of 0.84 or more as a threshold is 1. It is desirable that it is 4 or more.
  • the cells observed in the cross section of the foam in the thickness direction may all be elliptical cells, but elliptical cells, circular cells, or other irregularly shaped cells may be mixed together.
  • the average diameter of the bubbles observed in the cross section in the thickness direction is desirably 250 ⁇ m or more from the viewpoint of reducing compressive stress. More preferably, the thickness is 320 ⁇ m or more. On the other hand, from the viewpoint of ensuring desired hardness, it is desirable that the thickness be 600 ⁇ m or less. More preferably, it is 550 ⁇ m or less.
  • the average diameter of the bubbles is a value obtained by taking a microscopic photograph of a cross section in the thickness direction of the foam at a magnification of 100 times, measuring the maximum length of each observed bubble, and calculating the average value.
  • the elastic member of the present disclosure desirably has, for example, the following physical properties (e) and (f).
  • the density is 250 kg/m 3 or more and 500 kg/m 3 or less.
  • the density of the foam is less than 250 kg/m 3 (0.25 g/cm 3 )
  • the hardness decreases and the repulsion force at low compression becomes small.
  • the biasing force against the battery cells will be insufficient and misalignment will not be sufficiently suppressed.
  • the density of the foam is greater than 500 kg/m 3 (0.5 g/cm 3 )
  • the compressive stress of the foam becomes large, making it difficult to deform following the expansion of the battery cells.
  • 25% compressive stress is 0.235 MPa or more and 1.015 MPa or less.
  • the 25% compressive stress is the force required to compress the foam by 25% (until the thickness becomes 3/4) in the thickness direction (direction in which it comes into elastic contact with the battery cell). If the 25% compressive stress of the foam is less than 0.235 MPa, the repulsive force at low compression is small, so there is a risk that the biasing force against the battery cells will be insufficient and misalignment etc. cannot be sufficiently suppressed. On the other hand, if the 25% compressive stress of the foam is greater than 1.015 MPa, it becomes difficult to deform following the expansion of the battery cells. In this specification, the 25% compressive stress is a value measured according to method C defined in JIS K6254:2016.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a battery pack in which the elastic member of the present disclosure is arranged.
  • the direction in which the battery cells are lined up is the X direction
  • the longitudinal direction of the battery cells is the Y direction
  • the transverse direction is defined as the Z direction.
  • the configuration of the battery pack of this embodiment will be explained.
  • the battery pack 1 includes a housing 10, a plurality of battery cells 2, a heat insulating material 3, and an elastic member 4.
  • the housing 10 is made of metal and has a box shape.
  • the plurality of battery cells 2 are made of lithium ion batteries and are housed in a housing 10.
  • the plurality of battery cells 2 each have a rectangular thin plate shape and are stacked in the thickness direction (X direction).
  • the heat insulating material 3 has a rectangular sheet shape with a thickness of 2 mm.
  • the heat insulating material 3 has a heat insulating layer containing silica airgel. Between adjacent battery cells 2, the heat insulating material 3 is in contact with one side of the battery cells 2, that is, one side of the YZ plane.
  • the elastic member 4 has a rectangular sheet shape with a thickness of 4.5 mm.
  • the elastic member 4 is made of a silicone rubber foam that satisfies the above-mentioned conditions (a) to (d).
  • the elastic member 4 is in elastic contact with one side (YZ plane) of the battery cell 2 between adjacent battery cells 2 .
  • the heat insulating material 3 and the elastic member 4 are arranged in a stacked state in the thickness direction (X direction) between adjacent battery cells 2 and between the battery cells 2 and the housing 10 at both ends in the X direction. ing.
  • the elastic member 4 comes into elastic contact with the battery cell 2 and repeats compression and restoration following the expansion and contraction of the battery cell 2 during charging and discharging. As a result, displacement of the battery cell 2 during driving of the vehicle is suppressed, and deformation due to expansion of the battery cell 2 is absorbed. As a result, the performance of the battery cell 2 can be fully expressed. Further, if the temperature of one battery cell 2 increases for some reason, and this heat is transferred to the adjacent battery cell 2, there is a risk that a serious event may occur due to the chain of heat. In this regard, in this embodiment, by arranging the heat insulating material 3 together with the elastic member 4, the heat insulating effect of the heat insulating material 3 is exhibited, and the chain of heat can be avoided.
  • the method for manufacturing the elastic member of the present disclosure is not particularly limited.
  • the method for manufacturing an elastic member of the present disclosure includes a raw material composition placement step, a sheet member placement step, and a foam molding step. Each step will be explained below.
  • This step is a step in which the raw material composition of the foam is placed in a mold.
  • the raw material composition contains, in addition to the base polymer of the foam, a crosslinking agent, a catalyst, a foaming agent, a foam stabilizer, and the like, if necessary. These raw materials may be mechanically stirred using a propeller or the like in advance to form a raw material composition and then poured into a mold.
  • the type of base polymer is not particularly limited, but from the viewpoint of low temperature dependence, silicone rubber, ethylene-propylene rubber (EP), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), isoprene rubber (IR), acrylonitrile butadiene rubber ( Rubber such as NBR) is preferable.
  • the blending amounts of the crosslinking agent, catalyst, foaming agent, etc. may be adjusted as appropriate so that the hardness, expansion ratio, etc. are within the desired range.
  • This step is a step in which a sheet member is placed on the surface of the raw material composition placed in the mold in the previous step.
  • the sheet member for example, a cloth formed from polyester such as polyethylene terephthalate (PET), a resin film such as polyimide, resin fiber, or the like may be used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • a polyimide film is suitable as such a material.
  • the sheet member may be coated with a release agent or the like. Considering ease of handling, the thickness of the sheet member is preferably 10 ⁇ m or more. Further, in consideration of the adhesion with the raw material composition and the influence on foaming and curing reactions, it is desirable that the sheet member be thinner, for example, 200 ⁇ m or less.
  • the sheet member may be placed on the surface of the raw material composition from the perspective of regulating the direction of the foaming reaction, but it may also be placed at the bottom of the mold from the perspective of increasing the regulating force. In this case, a sheet member may be placed in advance at the bottom of the mold, and the raw material composition may be poured into it.
  • This step is a step in which the raw material composition is foam-molded with its surface covered with a sheet member.
  • the foaming reaction in the in-plane direction (direction perpendicular to the thickness direction) is regulated, and bubbles tend to grow in the thickness direction.
  • the temperature, pressure, time, etc. during foam molding may be appropriately determined depending on the type of base polymer, taking into account the progress of the foaming reaction, curing reaction, expansion ratio, etc.
  • Foam molding may be carried out in one step, or may be carried out in two or three stages by changing the conditions.
  • the foaming and curing reactions may partially proceed at a temperature lower than a predetermined molding temperature, and then, as a second step, the foaming and curing reactions may be completed at a predetermined molding temperature.
  • the first stage time is short, the curing reaction is difficult to proceed and the foaming reaction progresses; on the other hand, if the time is long, the curing reaction progresses and the foaming reaction is difficult to proceed. Therefore, by changing the reaction time of the first stage, the foaming ratio etc. can be adjusted.
  • the sheet member is peeled off to obtain a foam. Thereafter, heat treatment to maintain the foam at a predetermined temperature may be performed, if necessary.
  • Example 1 The elastic member sample of Example 1 was manufactured in the following manner. First, 100 parts by mass of silicone rubber a ("TSE221-5U” manufactured by Momentive Performance Materials Japan LLC) as the base polymer of the foam and di-(4-methylbenzoyl) peroxide ( "TC-12” manufactured by Momentive Performance Materials Japan LLC) 0.2 parts by mass and 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane (Momentive ⁇ 1.4 parts by mass of "TC-8” manufactured by Performance Materials Japan LLC) and 1,1'-azobis(1-acetoxy-1 phenylethane) (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) as a blowing agent.
  • silicone rubber a (“TSE221-5U” manufactured by Momentive Performance Materials Japan LLC)
  • TC-12 di-(4-methylbenzoyl) peroxide
  • TC-12 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane
  • a raw material composition was prepared by stirring 3 parts by mass of "OT AZO-15" at room temperature, and the raw material composition was poured into a mold (150 t press machine) (raw material composition placement step).
  • a polyimide film (“Kapton (registered trademark) 50H” manufactured by DuPont-Toray Co., Ltd., thickness 12.5 ⁇ m) was previously laid on the bottom of the mold, and the raw material composition was poured onto it. Next, the same polyimide film as that laid on the bottom was placed so as to cover the entire surface of the raw material composition (sheet member placement step).
  • a polyimide film is included in the concept of a sheet member in the manufacturing method of the present disclosure.
  • the foam molding process was performed in two stages, and in the first stage, foam molding was performed at a pressure of 150 t, a target thickness of 1 mm, and a temperature of 100° C. for 3 minutes. Subsequently, as a second step, foam molding was performed at a pressure of 150 t, a target thickness of 4.5 mm, and a temperature of 170° C. for 10 minutes. After demolding, the polyimide films were peeled off from both the front and back surfaces of the obtained silicone rubber foam, and the silicone rubber foam was heat-treated by holding it in an oven at a temperature of 200° C. for 4 hours. In this way, a sheet-like silicone rubber foam (elastic member sample of Example 1) having a thickness of 4.5 mm was manufactured.
  • Example 2 In the method for manufacturing the elastic member sample of Example 1, the base polymer of the foam was changed to silicone rubber b (“TSE221-7U” manufactured by Momentive Performance Materials Japan LLC), and the step of the foam molding process was changed. An elastic member sample of Example 2 was produced in the same manner as Example 1 except that the time for one stage was shortened to 1 minute.
  • Example 3 The method for manufacturing the elastic member sample of Example 1 was carried out except that the base polymer of the foam was changed to silicone rubber b (same as above) and the time of the first stage of the foam molding process was shortened to 2 minutes. An elastic member sample of Example 3 was manufactured in the same manner as Example 1.
  • Example 4 An elastic member sample of Example 4 was produced in the same manner as Example 1 except that the base polymer of the foam was changed to silicone rubber b (same as above).
  • Example 5 The method for manufacturing the elastic member sample of Example 1 was carried out except that the base polymer of the foam was changed to silicone rubber b (same as above) and the time of the first stage of the foam molding process was extended to 4 minutes. In the same manner as in Example 1, an elastic member sample of Example 5 was manufactured.
  • Asker C hardness The Asker C hardness of each sample was measured using "Asker Rubber Hardness Meter Type C” manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd. For the measurement, a test piece with a thickness of 10 mm, which was separately manufactured for hardness measurement using the same manufacturing method, was used. Then, an indenter was pressed against the center of the test piece with a load of 1 kgf (9.81 N), and the value was measured after 3 seconds.
  • the foaming ratio was calculated by dividing the density of the raw material composition by the density of each sample according to the above-mentioned formula (I).
  • the density of the raw material composition was also measured using a hydrometer (same as above) manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.
  • the catalog value was used for the density of the sample, and the density of the raw material composition was calculated using an estimated value obtained by estimating the density of the solid body.
  • the aspect ratio (major axis (maximum length)/minor axis) of the remaining shape was measured using a solidity of 0.84 as a threshold value, and the bubble shape was recognized.
  • the case where the aspect ratio was 1.4 or more was recognized as "elliptical”
  • the case where the aspect ratio was less than 1.4 was recognized as "circular”.
  • all the bubbles recognized as "elliptical” in each sample exhibited an elongated elliptical shape in the thickness direction.
  • the direction of the major axis was not constant, and no orientation in the thickness direction was observed.
  • a cross-sectional photograph of each sample in the thickness direction was taken using a microscope at a magnification of 100 times, the maximum length of each bubble observed was measured, and the average value was calculated to determine the average diameter.
  • Table 1 summarizes the composition of the raw material composition and measurement results of physical properties of each sample. For the comprehensive evaluation in Table 1, cases where all of the above (a) to (d) are satisfied and the 25% compressive stress is 0.235 MPa or more and 1.015 MPa or less are marked with a circle, and any of these Cases where the conditions are not met are indicated by an x.
  • the samples of Examples 1 to 5 satisfied all of (a) to (d), and the 25% compressive stress was 0.235 MPa or more and 1.015 MPa or less. This confirmed that the samples of Examples 1 to 5 were suitable as elastic members for battery packs.
  • the sample of Comparative Example 1 satisfies (a) to (c), but does not satisfy (d) because it does not have elliptical bubbles that are long in the thickness direction. For this reason, the compressive stress was reduced by 25% compared to the sample of the example, resulting in an insufficient repulsion force at low compression. Furthermore, since the 25% compressive stress is small, the amount of deformation becomes large when the compression is high, making it difficult to ensure sufficient spacing between adjacent battery cells.

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Abstract

バッテリーパック用弾性部材（４）は、複数のバッテリーセル（２）が所定方向に並んで配置されるバッテリーパック（１）において、バッテリーセル（２）に弾接した状態で配置される。バッテリーパック用弾性部材（４）は、次の（ａ）～（ｄ）を満足する発泡体からなる。（ａ）アスカーＣ硬度が２０以上４０以下である。（ｂ）発泡倍率が３．０倍以上５．０倍以下である。（ｃ）独泡率が５０％以上９５％以下である。（ｄ）バッテリーセル２に弾接する方向を厚さ方向として、該厚さ方向の断面における気泡構造は、該厚さ方向に長い楕円状を呈する楕円形気泡を有する。

Description

バッテリーパック用弾性部材およびその製造方法
　本開示は、複数のバッテリーセルが収容されるバッテリーパックにおいて、隣接するバッテリーセル間などに配置される弾性部材およびその製造方法に関する。
　ハイブリッド自動車や電気自動車には、複数のバッテリーセルを収容したバッテリーパックが搭載される。バッテリーパックにおいては、複数のバッテリーセルが積層されてなるバッテリーモジュールが、積層方向の両側から締結部材により固定された状態で筐体内に収容される。車両の走行時の振動などによるバッテリーセルの位置ずれを抑制したり、充放電によるバッテリーセルの変形（膨張、収縮）を吸収するために、隣接するバッテリーセル間には、バッテリーセルの変形に追従して弾性変形可能な弾性部材が配置される。
　例えば、特許文献１には、隣接するバッテリーセル間に配置される多層シートが記載されている。特許文献１の図３に示されているように、多層シートは、バッテリーセルの積層方向に、第１熱伝導シート／断熱シート／ゴムシート／断熱シート／第１熱伝導シートが積層されてなる。ゴムシートはクッション性を有し、バッテリーセルと第１熱伝導シートとの密着性を高めると共に、荷重による第１熱伝導シートおよび断熱シートの破損を抑制している。ゴムシートとしては、シリコーンゴムの発泡体シートが挙げられている。また、特許文献２には、隣接するバッテリーセル間に配置され、バッテリーセルをセル収容空間の壁面に押し付けるためのシート状の押し付け部材が記載されている。
特開２０２１－９９９４０号公報 特開２０２０－６４７９５号公報
　弾性部材には、バッテリーセルの充放電に伴う膨張、収縮に追従して弾性変形することにより、バッテリー性能を十分に発現させることが要求される。すなわち、バッテリーセルの放電（収縮）時には弾性部材の付勢力によりバッテリーセルを固定し、バッテリーセルの充電（膨張）時には、自身が圧縮変形することによりバッテリーセルの変形を吸収できることが必要になる。
　例えば、上記特許文献２の段落［００４９］には、押し付け部材は、ゴムや樹脂の発泡体を含んで構成することが記載されており、段落［００５０］には、発泡体の発泡倍率により、バッテリーセルに対する押し付け力およびバッテリーセルの膨張力の吸収具合を調整することが記載されている。しかしながら、例えば発泡倍率を小さくすると、気泡の含有割合が小さくなり硬くなる。結果、圧縮時の応力（反発力）が大きくなり、弾性部材（発泡体）が圧縮変形しにくくなる。反対に、発泡倍率を大きくすると、気泡の含有割合が大きくなり硬さは小さくなる。これにより、圧縮時の応力が小さくなり、弾性部材が圧縮されやすくなるため、バッテリーセルの膨張による変形を吸収することができるが、低圧縮時の反発力が小さくなりバッテリーセルに対する付勢力が不足する。このように、発泡倍率を調整するだけでは、収縮時のバッテリーセルの固定と、膨張時の変形吸収と、を両立することは難しい。
　本開示は、このような実情に鑑みてなされたものであり、バッテリーセルの固定と膨張時の変形吸収とを両立することができるバッテリーパック用弾性部材およびその製造方法を提供することを課題とする。
　（１）上記課題を解決するため、本開示のバッテリーパック用弾性部材は、複数のバッテリーセルが所定方向に並んで配置されるバッテリーパックにおいて、該バッテリーセルに弾接した状態で配置されるバッテリーパック用弾性部材であって、次の（ａ）～（ｄ）を満足する発泡体からなることを特徴とする。
（ａ）アスカーＣ硬度が２０以上４０以下である。
（ｂ）発泡倍率が３．０倍以上５．０倍以下である。
（ｃ）独泡率が５０％以上９５％以下である。
（ｄ）該バッテリーセルに弾接する方向を厚さ方向として、該厚さ方向の断面における気泡構造は、該厚さ方向に長い楕円状を呈する楕円形気泡を有する。
　本開示のバッテリーパック用弾性部材（以下、単に「弾性部材」と称する場合がある）においては、材料としての発泡体の硬度、気泡構造を最適化して、バッテリーセル（以下、単に「セル」と称する場合がある）の収縮時における拘束力と、膨張時における変形吸収と、を両立している。
　第一に、アスカーＣ硬度を（ａ）の範囲にすることにより、弾性部材として必要な硬さを確保する。これにより、バッテリーセルが収縮してもセルに対する付勢力が低下しにくく、セルを固定することができる。第二に、発泡倍率を（ｂ）の範囲にし、独泡率（独立気泡率）を（ｃ）の範囲にし、気泡形状を（ｄ）に規定される形状にすることにより、弾性部材における主に高圧縮時の応力を小さくする。これにより、バッテリーセルの膨張時に弾性部材が圧縮されやすくなり、セルの膨張による変形を吸収することができる。
　（２）上記構成において、前記楕円形気泡の長径と短径との比（長径／短径）は、１．４以上３．０以下である構成としてもよい。本構成によると、厚さ方向の断面において観察される楕円形気泡の形状を所望の楕円状にすることができる。本構成は、弾性部材の硬さと、高圧縮時の応力低下と、の両方を実現するのに好適である。
　（３）上記いずれかの構成において、前記発泡体の前記厚さ方向の断面における気泡の平均径は、２５０μｍ以上６００μｍ以下である構成としてもよい。本構成によると、発泡体の気泡の大きさを所望の大きさにすることができる。本構成は、弾性部材の硬さと、高圧縮時の応力低下と、の両方を実現するのに好適である。
　（４）上記いずれかの構成において、弾性部材の厚さは、３ｍｍ以上５ｍｍ以下である構成としてもよい。本構成によると、弾性部材が薄いため、バッテリーパック内の限られたスペースに配置するのに好適である。また、本構成によると、バッテリーセルが大きく膨張しても、弾性部材を介して隣接するバッテリーセル同士の間隔を確保して、セル間の絶縁を維持することができる。なお、上記（１）～（４）の構成を全て組み合わせるとより効果的である。
　（５）本開示のバッテリーパック用弾性部材の製造方法の一形態である本開示のバッテリーパック用弾性部材の製造方法は、前記発泡体の原料組成物を成形型内に配置する原料組成物配置工程と、該原料組成物の表面にシート部材を配置するシート部材配置工程と、該シート部材で表面が被覆された状態で該原料組成物を発泡成形する発泡成形工程と、を有することを特徴とする。
　本開示の製造方法においては、原料組成物の表面にシート部材を配置した状態で発泡成形する。これにより、原料組成物の面方向（厚さ方向と直交する方向）への発泡反応が規制される。結果、発泡反応時に気泡が厚さ方向に成長しやすくなり、厚さ方向に長軸（長さが最大になる部分）が配向した楕円球状の気泡を形成することができる。また、発泡倍率を大きくしても、シート状の発泡体を成形することができる。
　本開示のバッテリーパック用弾性部材によると、バッテリーセルの固定と膨張時の変形吸収とを両立することができる。本開示の製造方法によると、発泡反応時の気泡の成長方向を制御することができ、発泡倍率を大きくすることができるため、本開示のバッテリーパック用弾性部材を比較的簡単に低コストで製造することができる。
本開示の弾性部材が配置されたバッテリーパックの断面模式図である。
　以下、本開示のバッテリーパック用弾性部材およびその製造方法の実施の形態について説明する。なお、実施の形態は以下の形態に限定されるものではなく、当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することができる。
　＜バッテリーパック用弾性部材＞
　本開示の弾性部材は、複数のバッテリーセルが所定方向に並んで配置されるバッテリーパックにおいて、バッテリーセルに弾接した状態で配置される。本開示の弾性部材が適用されるバッテリーパックにおいて、バッテリーセルの種類は特に限定されない。例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などが挙げられる。バッテリーパックにおいて、バッテリーセルおよび弾性部材以外の構成要素は特に限定されない。例えば、複数のセルと弾性部材とを積層してバッテリーモジュールを構成し、バッテリーモジュールを積層方向の両側から締め付ける締結部材と共に筐体に収容して、バッテリーパックを構成することができる。
　本開示の弾性部材の配置形態、バッテリーセルなどに対する大きさは特に限定されない。弾性部材は、積層方向に隣接するセル間に配置してもよく、積層方向両端のセルと締結部材などとの間に配置してもよい。本開示の弾性部材の「バッテリーセルに弾接した状態」は、直接的でも間接的でもよい。すなわち、本開示の弾性部材は、バッテリーセルに対して直接的に接していてもよいし、例えば断熱シートなどを介して間接的に接していてもよい。弾性部材は、隣接する部材に固定されてもされなくてもよい。固定する場合には、接着剤、両面テープを用いて貼り付けたり、圧着したりすればよい。
　弾性部材の厚さは、配置スペース、セル間の絶縁確保などを考慮して適宜決定すればよい。例えば、薄型化の観点においては、６ｍｍ以下さらには５ｍｍ以下にすることが望ましい。他方、セルの膨張時に、弾性部材を介して隣接するセル同士の間隔を十分に確保するという観点においては、２ｍｍ以上、さらには３ｍｍ以上にすることが望ましい。なお、弾性部材は、バッテリーパックにおける配置場所により、厚さなどの大きさを変えてもよい。
　本開示の弾性部材は、次の（ａ）～（ｄ）を満足する発泡体からなる。
　（ａ）アスカーＣ硬度が２０以上４０以下である。
　発泡体のアスカーＣ硬度が２０未満の場合には、低圧縮時の反発力が小さいため、バッテリーセルに対する付勢力が不足して位置ずれなどを十分に抑制できないおそれがある。より好適なアスカーＣ硬度は２５以上である。反対に、発泡体のアスカーＣ硬度が４０より大きくなると、発泡体（弾性部材）の圧縮応力が大きくなり、バッテリーセルの膨張に追従して変形することが難しくなる。より好適なアスカーＣ硬度は３８以下である。
　本明細書において、発泡体のアスカーＣ硬度は、タイプＣ硬さ試験機（例えば、高分子計器（株）製「アスカーゴム硬度計Ｃ型」）を用いて、次の測定方法にて得られる値を採用する。測定方法：厚さ１０ｍｍの試験片を準備し、その中央部にタイプＣ硬さ試験機の押針を荷重１ｋｇｆ（９．８１Ｎ）で押し当て、３秒後の値を測定する。
　（ｂ）発泡倍率が３．０倍以上５．０倍以下である。
　発泡体の発泡倍率が３．０倍未満の場合には、気泡が少なくソリッドに近づくため、発泡体の圧縮応力が大きくなり、バッテリーセルの膨張に追従して変形することが難しくなる。より好適な発泡倍率は３．１倍以上である。反対に、発泡体の発泡倍率が５．０倍より大きくなると、気泡が多くなり硬度が低下して、低圧縮時の反発力が小さくなる。結果、バッテリーセルに対する付勢力が不足して位置ずれなどを十分に抑制できないおそれがある。より好適な発泡倍率は４．９倍以下である。
　発泡体の発泡倍率は、発泡体を製造する過程において、発泡成形前後の密度を各々測定し、次式（Ｉ）により算出すればよい。
発泡倍率＝発泡体の原料組成物の密度／発泡体の密度　・・・（Ｉ）
　（ｃ）独泡率が５０％以上９５％以下である。
　発泡体の独泡率が５０％未満の場合には、連続気泡が多くなり発泡体への空気の出入りが多くなるため、硬度が低下して、低圧縮時の反発力が小さくなる。より好適な独泡率は６０％以上、さらには６５％以上である。反対に、発泡体の独泡率が９５％より大きくなると、発泡体の圧縮応力が大きくなりすぎるおそれがある。より好適な独泡率は９０％未満、さらには８８％以下である。
　本明細書において、発泡体の独泡率は、次の方法にて測定される値を採用する。測定方法中、「発泡体」と「ソリッド体」とは、いずれもポリマーであり、発泡剤の有無のみが異なる。
（ｉ）発泡体およびソリッド体の両方から、一辺１～２ｃｍのサイコロ状の試験片を切り出す。以下の測定には、これらの試験片を用いる。まず、発泡体の密度、ソリッド体の密度、および発泡体の乾燥質量を測定する。質量および密度の測定は、２３℃下で行う（以下同じ）。
（ｉｉ）発泡体を水中に沈めて約４ｋＰａ（３０ｍｍＨｇ）まで減圧し、３分間放置する。そのままの状態で常圧に戻し、さらに３分間放置した後、取り出して表面の水分を拭き取り、吸水後の発泡体の質量を測定する。
（ｉｉｉ）次の計算式より連泡率を求め、その値から独泡率を算出する。
発泡体の乾燥質量をＷｄｒｙ（ｇ）、発泡体の吸水後の質量をＷｗｅｔ（ｇ）、発泡体の密度をＤｆ（ｇ／ｃｍ３）、ソリッド体の密度をＤｓ（ｇ／ｃｍ３）とすると、気泡の総体積Ａ（ｃｍ３）は、［Ａ＝（Ｗｄｒｙ／Ｄｆ）－（Ｗｄｒｙ／Ｄｓ）］となる。また、水の密度を１ｇ／ｃｍ３とした場合、連泡化した気泡の体積Ｂ（ｃｍ３）は、［Ｂ＝Ｗｗｅｔ－Ｗｄｒｙ］となる。連泡率は、気泡の総体積に占める連泡化した気泡の体積割合であるから、連泡率（％）は、［連泡率＝１００×（Ｂ／Ａ）］となる。また、独泡率（％）は、［独泡率＝１００－連泡率］により算出される。
　（ｄ）バッテリーセルに弾接する方向を厚さ方向として、厚さ方向の断面における気泡構造は、厚さ方向に長い楕円状を呈する楕円形気泡を有する。
　発泡体の気泡形状は、厚さ方向の断面を顕微鏡で観察して特定することができる。楕円形気泡は、球状の気泡が、発泡成形時に厚さ方向に作用する応力により引き延ばされたり、厚さ方向と直交する方向に作用する応力により圧縮されたりすることにより、楕円球状に形成された気泡であると考えられる。厚さ方向の断面に楕円形気泡が存在する場合、換言すると、発泡体が、厚さ方向に長軸が配向した楕円球状の気泡を有する場合には、それが存在しない、または少ない場合と比較して、発泡体の厚さ方向における圧縮応力をより小さくすることができる。これにより、バッテリーセルの膨張時に大きく圧縮することが可能になり、セルの膨張による変形を吸収することができる。
　楕円形気泡の扁平の程度は、特に限定されない。例えば、厚さ方向の断面における楕円形気泡の長径と短径との比（長径／短径、以下、「アスペクト比」と称する場合がある））は、１．４以上３．０以下であることが望ましい。楕円形気泡のアスペクト比は、発泡体の厚さ方向の断面の顕微鏡写真を撮影し、観察される楕円形気泡の最大長さを長径とし、長径の垂直二等分線の長さを短径として、長径を短径で除して算出すればよい。本開示の弾性部材においては、得られた顕微鏡写真を画像解析により二値化処理、ノイズ除去処理した後、凸度０．８４以上を閾値として得られる気泡のアスペクト比の平均値が、１．４以上であることが望ましい。
　発泡体の厚さ方向の断面において観察される気泡は、全て楕円形気泡でもよいが、楕円形気泡と、円形状の円形気泡やそれ以外の異形状気泡と、が混在していてもよい。厚さ方向の断面において観察される気泡の平均径は、圧縮応力を小さくするという観点においては、２５０μｍ以上であることが望ましい。３２０μｍ以上であるとより好適である。他方、所望の硬さを確保するという観点においては、６００μｍ以下であることが望ましい。５５０μｍ以下であるとより好適である。気泡の平均径は、発泡体の厚さ方向の断面の顕微鏡写真を倍率１００倍で撮影し、観察される個々の気泡の最大長さを測定し、その平均値を算出した値である。
　本開示の弾性部材は、前述した（ａ）～（ｄ）に加えて、例えば次の（ｅ）、（ｆ）の物性を有することが望ましい。
　（ｅ）密度が２５０ｋｇ／ｍ３以上５００ｋｇ／ｍ３以下である。
　発泡体の密度が２５０ｋｇ／ｍ３（０．２５ｇ／ｃｍ３）未満の場合には、硬度が低下して、低圧縮時の反発力が小さくなる。結果、バッテリーセルに対する付勢力が不足して位置ずれなどを十分に抑制できないおそれがある。反対に、発泡体の密度が５００ｋｇ／ｍ３（０．５ｇ／ｃｍ３）より大きい場合には、発泡体の圧縮応力が大きくなり、バッテリーセルの膨張に追従して変形することが難しくなる。
　（ｆ）２５％圧縮応力が０．２３５ＭＰａ以上１．０１５ＭＰa以下である。
　２５％圧縮応力とは、発泡体を厚さ方向（バッテリーセルに弾接する方向）に２５％（厚さが３／４になるまで）圧縮するのに必要な力である。発泡体の２５％圧縮応力が０．２３５ＭＰａ未満の場合には、低圧縮時の反発力が小さいため、バッテリーセルに対する付勢力が不足して位置ずれなどを十分に抑制できないおそれがある。反対に、発泡体の２５％圧縮応力が１．０１５ＭＰaより大きい場合には、バッテリーセルの膨張に追従して変形することが難しくなる。本明細書において、２５％圧縮応力は、ＪＩＳ　Ｋ６２５４：２０１６に規定されるＣ法に準じて測定された値を採用する。
　以下に、本開示の弾性部材の一実施形態を示す。図１に、本開示の弾性部材が配置されたバッテリーパックの断面模式図を示す。図中の方位については、バッテリーセルの並び方向（各部材の厚さ方向、積層方向）をＸ方向、Ｘ方向に直交する二方向のうち、バッテリーセルの長手方向をＹ方向、短手方向（重力方向に対応する方向）をＺ方向としている。まず、本実施形態のバッテリーパックの構成を説明する。図１に示すように、バッテリーパック１は、筐体１０と、複数のバッテリーセル２と、断熱材３と弾性部材４と、を有している。
　筐体１０は、金属製であり箱状を呈している。複数のバッテリーセル２は、リチウムイオン電池からなり、筐体１０に収容されている。複数のバッテリーセル２は、各々、長方形薄板状を呈しており、厚さ方向（Ｘ方向）に積層されている。断熱材３は、厚さ２ｍｍの長方形シート状を呈している。断熱材３は、シリカエアロゲルを含む断熱層を有している。隣り合うバッテリーセル２の間において、断熱材３は、バッテリーセル２の片面、すなわちＹ－Ｚ面の一方に接している。弾性部材４は、厚さ４．５ｍｍの長方形シート状を呈している。弾性部材４は、前述した（ａ）～（ｄ）を満足するシリコーンゴムの発泡体からなる。隣り合うバッテリーセル２の間において、弾性部材４は、バッテリーセル２の片面（Ｙ－Ｚ面）に弾接されている。断熱材３および弾性部材４は、厚さ方向（Ｘ方向）に積層された状態で、隣り合うバッテリーセル２の間、およびＸ方向の両端のバッテリーセル２と筐体１０との間に配置されている。
　次に、本実施形態の弾性部材およびバッテリーパックの作用効果を説明する。弾性部材４は、バッテリーセル２に弾接し、バッテリーセル２の充放電時の膨張、収縮に追従して圧縮、復元を繰り返す。これにより、車両の走行時などにおけるバッテリーセル２の位置ずれが抑制されると共に、バッテリーセル２の膨張による変形が吸収される。結果、バッテリーセル２の性能を十分に発現させることができる。また、一つのバッテリーセル２の温度が何らかの原因で上昇した場合、この熱が隣接するバッテリーセル２に伝達されると、熱の連鎖により重大な事象を招くおそれがある。この点、本実施形態においては、弾性部材４と共に断熱材３を配置することにより、断熱材３による断熱効果が発揮され、熱の連鎖を回避することができる。
　＜バッテリーパック用弾性部材の製造方法＞
　本開示の弾性部材の製造方法は特に限定されない。好適な製造方法の一形態として、本開示の弾性部材の製造方法は、原料組成物配置工程と、シート部材配置工程と、発泡成形工程と、を有する。以下、各工程について説明する。
　［原料組成物配置工程］
　本工程は、発泡体の原料組成物を成形型内に配置する工程である。原料組成物は、発泡体のベースポリマーの他、必要に応じて、架橋剤、触媒、発泡剤、整泡剤などを含む。これらの原料を、予めプロペラなどを用いて機械的に攪拌して原料組成物として、成形型に注入すればよい。ベースポリマーの種類は、特に限定されないが、温度依存性が小さいという観点から、シリコーンゴム、エチレン－プロピレンゴム（ＥＰ）、エチレン－プロピレン－ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などのゴムが望ましい。また、架橋剤、触媒、発泡剤などの配合量は、硬度、発泡倍率などが所望の範囲になるよう適宜調整すればよい。
　［シート部材配置工程］
　本工程は、先の工程において成形型内に配置された原料組成物の表面にシート部材を配置する工程である。シート部材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル、ポリイミドなどの樹脂フィルム、樹脂繊維などから形成された布などを用いればよい。なかでも、原料組成物の発泡、硬化反応過程においては原料組成物に密着し、反応後に生成した発泡体には付着しにくい材料が望ましい。このような材料として、ポリイミドフィルムが好適である。シート部材は、離型剤などがコーティングされているものでもよい。シート部材の厚さは、取り扱い性を考慮すると、１０μｍ以上にするとよい。また、原料組成物との密着性や、発泡、硬化反応に対する影響を考慮すると、シート部材は薄い方が望ましく、例えば２００μｍ以下にするとよい。
　シート部材は、発泡反応の方向を規制するという観点から、原料組成物の表面に配置すればよいが、規制力をより大きくするという観点から、成形型の底部にも配置するとよい。この場合、予め成形型の底部にシート部材を配置しておき、そこに原料組成物を注入すればよい。
　［発泡成形工程］
　本工程は、シート部材で表面が被覆された状態で原料組成物を発泡成形する工程である。原料組成物の表面がシート部材で被覆されることにより、面方向（厚さ方向と直交する方向）への発泡反応が規制され、気泡が厚さ方向に成長しやすくなる。発泡成形する際の温度、圧力、時間などは、ベースポリマーの種類に応じて、発泡反応、硬化反応の進み方、発泡倍率などを考慮して、適宜決定すればよい。発泡成形は、一段階で行ってもよいが、条件を変更するなどして二段階または三段階に分けて行ってもよい。例えば、第一段階として、所定の成形温度よりも低温下で発泡、硬化反応を一部進行させた後、第二段階として、所定の成形温度下で発泡、硬化反応を完了させてもよい。この場合、第一段階の時間が短いと、硬化反応が進行しにくいため発泡反応が進行し、反対に時間が長いと、硬化反応が進行するため発泡反応は進行しにくくなる。よって、第一段階の反応時間を変更することにより、発泡倍率などを調整することができる。発泡成形が完了した後は、シート部材を剥がして発泡体を得る。この後、必要に応じて、所定の温度下で発泡体を保持する熱処理などを施してもよい。
　次に、実施例を挙げて本開示をより具体的に説明する。
　＜弾性部材サンプルの製造＞
　［実施例１］
　次のようにして、実施例１の弾性部材サンプルを製造した。まず、発泡体のベースポリマーとしてのシリコーンゴムａ（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「ＴＳＥ２２１－５Ｕ」）１００質量部と、架橋剤ａとしてのジ－（４－メチルベンゾイル）パーオキシド（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「ＴＣ－１２」）０．２質量部と、架橋剤ｂとしての２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサン（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「ＴＣ－８」）１．４質量部と、発泡剤としての１，１’－アゾビス（１－アセトキシ－１フェニルエタン）（大塚化学（株）製「ＯＴ　ＡＺＯ－１５」）３質量部と、を常温下で攪拌して原料組成物を準備し、それを成形型（１５０ｔプレス機）に注入した（原料組成物配置工程）。成形型の底部には、予めポリイミドフィルム（東レ・デュポン（株）製「カプトン（登録商標）５０Ｈ」、厚さ１２．５μｍ）を敷いておき、その上に原料組成物を注入した。次に、底部に敷いたものと同じポリイミドフィルムを、原料組成物の表面全体を覆うように配置した（シート部材配置工程）。ポリイミドフィルムは、本開示の製造方法におけるシート部材の概念に含まれる。
　発泡成形工程は二段階で行い、第一段階として、圧力１５０ｔ、狙い厚さ１ｍｍ、温度１００℃下で３分間、発泡成形を行った。続いて、第二段階として、圧力１５０ｔ、狙い厚さ４．５ｍｍ、温度１７０℃下で１０分間、発泡成形を行った。脱型後、得られたシリコーンゴム発泡体の表裏両面からポリイミドフィルムを剥離して、シリコーンゴム発泡体を温度２００℃のオーブン内に４時間保持して熱処理を行った。このようにして、厚さ４．５ｍｍのシート状のシリコーンゴム発泡体（実施例１の弾性部材サンプル）を製造した。
　［実施例２］
　実施例１の弾性部材サンプルの製造方法において、発泡体のベースポリマーをシリコーンゴムｂ（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「ＴＳＥ２２１－７Ｕ」）に変更した点、および発泡成形工程の第一段階の時間を１分間に短縮した点以外は、実施例１と同様にして、実施例２の弾性部材サンプルを製造した。
　［実施例３］
　実施例１の弾性部材サンプルの製造方法において、発泡体のベースポリマーをシリコーンゴムｂ（同上）に変更した点、および発泡成形工程の第一段階の時間を２分間に短縮した点以外は、実施例１と同様にして、実施例３の弾性部材サンプルを製造した。
　［実施例４］
　発泡体のベースポリマーをシリコーンゴムｂ（同上）に変更した点以外は、実施例１と同様にして、実施例４の弾性部材サンプルを製造した。
　［実施例５］
　実施例１の弾性部材サンプルの製造方法において、発泡体のベースポリマーをシリコーンゴムｂ（同上）に変更した点、および発泡成形工程の第一段階の時間を４分間に延長した点以外は、実施例１と同様にして、実施例５の弾性部材サンプルを製造した。
　［比較例１］
　タイガースポリマー（株）製の高発泡シリコーンゴムシート「Ｅ１５」を準備して、比較例１の弾性部材サンプルとした。
　［比較例２］
　タイガースポリマー（株）製の低発泡シリコーンゴムシート「ＳＰＯ－３５Ｒ１」を準備して、比較例２の弾性部材サンプルとした。
　［比較例３］
　（株）イノアックコーポレーション製の高発泡シリコーンゴムシート「ＨＴ－８００」を準備して、比較例３の弾性部材サンプルとした。
　＜評価方法＞
　［密度］
　各サンプルの密度を、（株）東洋精機製作所製の比重計「ＤＳＧ－１」を用いて測定した。
　［アスカーＣ硬度］
　各サンプルのアスカーＣ硬度を、高分子計器（株）製の「アスカーゴム硬度計Ｃ型」を用いて測定した。測定には、同じ製造方法で別途硬度測定用に製造した、厚さ１０ｍｍの試験片を用いた。そして、試験片の中央部に押針を荷重１ｋｇｆ（９．８１Ｎ）で押し当てて３秒後の値を測定した。
　［発泡倍率］
　実施例のサンプルについては、前述した式（Ｉ）に従い、原料組成物の密度を各サンプルの密度で除して発泡倍率を算出した。原料組成物の密度についても、（株）東洋精機製作所製の比重計（同上）を用いて測定した。比較例のサンプルについては、サンプルの密度にはカタログ値を用い、原料組成物の密度にはソリッド体の密度を推定した推定値を用いて算出した。
　［独泡率］
　前述した（ｉ）～（ｉｉｉ）の測定方法により独泡率を算出した。なお、比較例のサンプルにおけるソリッド体の密度については、推定値を用いた。
　［気泡構造］
　マイクロスコープを用いて各サンプルの厚さ方向の断面写真を倍率３０倍で撮影し、気泡構造を調べた。断面写真については、No-Local Means Noising法による画像解析により二値化およびノイズ除去を実施した。二値化処理は、ｈ：１３、Template：２１、Serch：３５、BlockSize：８７、Ｃ：２にて実施し、ノイズ除去は、noize：５００で行った。ここで、ｈはフィルタの強さ、Templateは検索する部分の大きさ、Serchは検索するエリアの大きさ、BlockSizeは閾値を計算するために参照するエリアの大きさ、Ｃは閾値の補正である。そして、凸度（solidity）０．８４を閾値として残った形状のアスペクト比（長径（最大長さ）／短径）を測定し、気泡形状を認定した。本実施例においては、アスペクト比が１．４以上である場合を「楕円形」、アスペクト比が１．４未満の場合を「円形」と認定した。なお、各サンプルにおいて「楕円形」と認定された気泡は、全て厚さ方向に長い楕円状を呈していた。他方、「円形」と認定された気泡においては、長径の向きは一定ではなく、厚さ方向への配向性は見られなかった。また、マイクロスコープを用いて各サンプルの厚さ方向の断面写真を倍率１００倍で撮影し、観察される個々の気泡の最大長さを測定し、その平均値を算出して平均径とした。
　［２５％圧縮応力］
　ＪＩＳ　Ｋ６２５４：２０１６に規定されるＣ法に準じて、各サンプルを厚さ方向に２５％（厚さが３．４ｍｍになるまで）圧縮するのに必要な力を測定した。測定には、同じ製造方法で別途圧縮応力測定用に製造した、８０ｍｍ角、厚さ４．５ｍｍの直方体状試験片を用いた。
　＜測定結果＞
　表１に、各サンプルの原料組成物の組成および物性などの測定結果をまとめて示す。表１における総合評価には、前述した（ａ）～（ｄ）の全てを満足し、かつ、２５％圧縮応力が０．２３５ＭＰａ以上１．０１５ＭＰa以下の場合を○印で示し、これらのいずれかを満たさない場合を×印で示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、実施例１～５のサンプルにおいては、（ａ）～（ｄ）の全てを満足し、かつ、２５％圧縮応力が０．２３５ＭＰａ以上１．０１５ＭＰa以下であった。これにより、実施例１～５のサンプルは、バッテリーパック用弾性部材として好適であることが確認された。これに対して、比較例１のサンプルにおいては、（ａ）～（ｃ）を満たすものの、厚さ方向に長い楕円形気泡を有しないため（ｄ）を満たさない。このため、実施例のサンプルと比較して２５％圧縮応力が小さくなり、低圧縮時の反発力が十分得られないという結果になった。また、２５％圧縮応力が小さいため、高圧縮時には変形量が大きくなり、隣接するバッテリーセル同士の間隔を十分に確保することが難しいと考えられる。また、比較例２のサンプルにおいては、アスカーＣ硬度が大きく発泡倍率が小さくなり、（ａ）、（ｂ）を満たさない。このため、実施例のサンプルと比較して２５％圧縮応力が大きくなった。また、比較例３のサンプルにおいては、アスカーＣ硬度が小さく、（ａ）を満たさない。このため、実施例のサンプルと比較して２５％圧縮応力が小さくなった。以上より、比較例１～３のサンプルは、バッテリーパック用の弾性部材には適さないことが確認された。
１：バッテリーパック、１０：筐体、２：バッテリーセル、３：断熱材、４：弾性部材。

Claims (5)

  1. 　複数のバッテリーセルが所定方向に並んで配置されるバッテリーパックにおいて、該バッテリーセルに弾接した状態で配置されるバッテリーパック用弾性部材であって、
    　次の（ａ）～（ｄ）を満足する発泡体からなることを特徴とするバッテリーパック用弾性部材。
    （ａ）アスカーＣ硬度が２０以上４０以下である。
    （ｂ）発泡倍率が３．０倍以上５．０倍以下である。
    （ｃ）独泡率が５０％以上９５％以下である。
    （ｄ）該バッテリーセルに弾接する方向を厚さ方向として、該厚さ方向の断面における気泡構造は、該厚さ方向に長い楕円状を呈する楕円形気泡を有する。
  2. 　前記楕円形気泡の長径と短径との比（長径／短径）は、１．４以上３．０以下である請求項１に記載のバッテリーパック用弾性部材。
  3. 　前記発泡体の前記厚さ方向の断面における気泡の平均径は、２５０μｍ以上６００μｍ以下である請求項１に記載のバッテリーパック用弾性部材。
  4. 　厚さは、３ｍｍ以上５ｍｍ以下である請求項１に記載のバッテリーパック用弾性部材。
  5. 　請求項１に記載のバッテリーパック用弾性部材の製造方法であって、
    　前記発泡体の原料組成物を成形型内に配置する原料組成物配置工程と、
    　該原料組成物の表面にシート部材を配置するシート部材配置工程と、
    　該シート部材で表面が被覆された状態で該原料組成物を発泡成形する発泡成形工程と、
    を有することを特徴とするバッテリーパック用弾性部材の製造方法。
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